Биохимическая и структурная характеристика новой психрофильной лакказы (многоцентровой оксидазы), обнаруженной у Oenococcus oeni 229 (ENOLAB 4002)

Недавно были обнаружены прокариотические лакказы молочнокислых бактерий (LAB), способные разлагать биогенные амины. Фермент лакказа был клонирован из Oenococcus oeni — важной для виноделия молочнокислой бактерии — и экспрессирован в Escherichia coli. Этот фермент обладает характеристиками, сходными с характеристиками лакказ, ранее выделенных из молочнокислых бактерий, включая способность окислять канонические субстраты, такие как 2,2′-азино-бис(3-этилбензотиазолин-6-сульфоновая кислота) (ABTS), 2,6-диметоксифенол (2,6-DMP) и ферроцианид калия K4[Fe(CN)6], а также неконвенциональные субстраты, такие как биогенные амины. Однако он обладает и отличительными свойствами, наиболее характерным из которых является его психрофильное поведение, ранее не наблюдавшееся среди этих ферментов. Психрофильные ферменты, способные эффективно катализировать реакции при низких температурах, представляют значительный интерес благодаря потенциальному применению в различных биотехнологических процессах. В настоящем исследовании сообщается об открытии и характеристике новой психрофильной лакказы — многоцентровой оксидазы (MCO) — из бактерии Oenococcus oeni. Ген психрофильной лакказы, обозначенный как LcOe 229, был идентифицирован при геномном анализе O. oeni — грамположительной бактерии, часто встречающейся при винной ферментации. Ген был успешно клонирован и гетерологично экспрессирован в Escherichia coli, а рекомбинантный фермент очищен до гомогенного состояния. Биохимическая характеристика психрофильной лакказы выявила ее оптимальную активность при низких температурах с максимумом при 10 °C. Насколько нам известно, это самая низкая оптимальная температура, описанная на сегодняшний день для лакказ. Кроме того, психрофильная лакказа продемонстрировала remarkable stability and activity при низком pH, причем оптимальный pH для ABTS составил 2,5, что указывает на ее потенциал для разнообразных биотехнологических применений. Были определены кинетические свойства LcOe 229, продемонстрировавшие высокую каталитическую эффективность (kcat/Km) по отношению к нескольким субстратам при низких температурах. Эта исключительная адаптация LcOe 229 к холоду указывает на его потенциал в качестве биокатализатора в co...